Adv. Sci.：红磷衍生人工保护层使锌负极稳定循环1100小时！

锌负极表面人工保护层的合理结构设计是实现锌均匀沉积和抑制锌枝晶失控生长有前景的策略。

韩国庆熙大学Jae Su Yu等设计了一种红磷衍生的具有导电N掺杂碳框架的人工保护层（ZnP-NC），以实现无枝晶的Zn沉积。

图1 ZnP-NC的制备及调节Zn负极沉积剥离过程的示意

ZnP-NC人工保护层是通过在涂层上原位进行Zn 沉积获得的。具体而言，首先红磷纳米点通过蒸发-冷凝-转化过程固定在N掺杂碳框架（RP-NC）上，随后，将材料均匀地涂覆在锌箔表面（Zn@RP-NC），最后，采用原位电沉积法获得ZnP合金人工保护层，以实现无枝晶沉积。ZnP合金人工保护层和碳骨架的协同作用可使电极表面的电场强度分布均匀，Zn离子通量均匀，从而实现了长期稳定的Zn沉积/剥离。

图2 Zn沉积过程的表征及SEI分析

因此，制备的Zn对称电池在2.0 mA cm^-2的电流密度下提供了1100小时的无枝晶沉积/剥离。此外，水系Zn//MnO₂全电池在1.0 A g^-1下循环350次后的可逆容量为200 mAh g^-1。总而言之，该研究提出了一种抑制锌金属电池中锌枝晶的有效解决方案，有望为高性能可充水系锌离子电池的设计提供深刻的见解。

图3 对称电池性能

Regulating Dendrite-Free Zinc Deposition by Red Phosphorous-Derived Artificial Protective Layer for Zinc Metal Batteries. Advanced Science 2022. DOI: 10.1002/advs.202200155